黑洞不是他們傳聞中的宇宙吸塵器, 但你仍然可以掉進一個嗎?你會怎麼樣?這個問題的回答取決於你問誰(多虧了量子引力)。
黑洞是空間區域,重力如此之厚,連光都無法迫使它離開。正如我們在上一集裡討論過的,黑洞可以由於恆星的死亡而形成。一旦恆星耗盡燃料燃燒,因此無法再通過輻射壓力支撐自身,融合到該點的金屬層就會全部衝向中心。然後,恆星核心可以在超新星的產生中內爆,或者,就像更大規模的恆星一樣,坍塌形成一個黑洞。
如果無質量光子無法逃脫黑洞的離合器,那麼我們當然也不能。但是,如果你發現自己掉進了黑洞,你會怎麼樣呢?由於愛因斯坦的廣義相對論,一個幫助我們了解空間和時間在強重力存在下的行為框架,我們可以預測將發生在我們身上的具體細節,而不必自己經歷它。
答案是令人驚訝的,因為你得到一個不同的取決於你問誰。你,作為落體者,會經歷一個與我從外部觀察者所見到的截然不同的現實。
首先,讓我們澄清一個常見的誤解。黑洞在吸食周圍環境時名聲不好,就像某種宇宙吸塵器一樣。實際上,黑洞的引力與普通恆星的引力相同,只是更強得多。
因此,天文物體可以很容易地停留在圍繞黑洞的軌道上,就像我們停留在圍繞太陽的軌道上一樣,只要它們移動得足夠快,能夠平衡黑洞的引力。事實上,我們銀河系中數千億顆恆星圍繞一個中央的超大黑洞運行,其質量是太陽的460萬倍, 擠進了不到1億英裡的空間(地球和太陽之間的距離)。
如果我們被一個特別大的碰撞擊倒(想想這裡的星系尺度,而不僅僅是來自小行星的水龍頭),理論上我們可以被送到我們銀河系的中央黑洞,並通過沒有逃生的點。然而,這需要一個相當重要的事件,所以我們有更可能的事情要擔心(如會發生什麼,我們的太陽時,它耗盡了燃料)。
對於較小的黑洞,像那些由坍塌的恆星形成的黑洞,引力中的梯度是如此陡峭(即重力隨著你越來越近而變化),你無法接近黑洞的周長。你腳上的引力會比頭上的引力強得多,你會像串奶酪一樣很快被拉開。
然而,在更大的黑洞周圍,在被撕成兩半之前,你會有更多的時間接近。事實上,如果一個足夠大的黑洞,你會有所有的時間花在宇宙中...
當你接近黑洞時,你並沒有注意到時間的變化,但從局外人的角度來看,時間似乎減慢,並最終的停止。一般相對論解釋,一個物體在強引力場的存在下,時間會越來越慢,這個過程被稱為時間膨脹,而且效果會越接近黑洞。如果你看過電影《星際》,你可能還記得兩個勇敢的探險家在黑洞附近的行星表面只花幾分鐘時間,而留在船上的太空人則經歷40年的流逝。
然而,你會間接地注意到這種效果,因為你會看到所有曾經落入黑洞的東西,然後你們也慢慢接近你下面沒有著陸的點(稱為&34;),你從未完全進入黑洞。
那麼誰是對的呢?這種差異,其現實最終是正確的,是當前物理學研究中一個極具爭議的領域。
問題在於量子力學,它用原子等非常小的空間尺度來描述我們的宇宙,用一般相對論來描述我們的宇宙在巨大物體的存在中。雖然這兩種理論本身都行,但將兩者結合的統一解釋(通常稱為量子引力)仍然難以捉摸。黑洞提供了一個罕見的環境,這兩個物體相遇:令人難以置信的數量的質量包裝在一個非常,非常小的空間。
然而,有一件事我們都同意,就是你再也不會回來講述你的故事了。正如時間只為我們前進,而空間是靜止的,相反將成為你的現實。時間會靜止, 但你無法下火車, 帶你向巨大的黑獸飛去。
時間和空間的概念需要更多的理解和探索。